Oamenii de știință din Finlanda spun că au făcut progrese către calculul cuantic „tolerant la erori”, după ce au atins rate de eroare record scăzute într-un prototip de procesor cuantic – deschizând potențial calea către mai practic și mai stabil. calculatoare cuantice.
Într-o declaraţiecercetătorii de la IQM Quantum Computers au spus că tehnologia lor a început în două domenii cheie: acuratețea operațiunilor între qubiți — cele mai elementare unități de informații cuantice — și stabilitatea qubiților în timp.
Acești factori determină precizia și durabilitatea operațiilor cuantice dintr-un dispozitiv. Precizia ridicată, sau fidelitatea, între qubiți permite calcule mai precise și mai puține erori. Între timp, stabilitatea sau „coerența” dintre qubiți asigură menținerea informațiilor cuantice suficient de mult pentru a efectua calcule.
Reprezentanții IQM au spus că oamenii de știință au atins o fidelitate de 99,9% în operațiunile cu porți de doi qubiți și au atins un nou record în „timp de relaxare a qubitului”, adică timpul necesar unui qubit pentru a-și pierde starea cuantică.
Aceste realizări aduc calculul cuantic tolerant la erori – unde erorile din calculele cuantice se corectează automat – mai aproape de realitate, au spus reprezentanții IQM. Acest lucru a fost evident în special în testarea porților cuantice.
Porțile cuantice sunt blocurile de construcție ale circuitelor cuantice, similare cu porțile logice din computerele clasice. Porțile logice sunt comutatoare digitale care acționează ca factori de decizie în calculatoare, folosind date binare (1s și 0s) pentru a efectua operațiuni de bază.
Fidelitatea ridicată în porțile cu doi qubiți este cheia pentru generarea stărilor încurcate – atunci când qubiții devin interconectați în așa fel încât starea unuia afectează direct starea celuilalt, indiferent de distanța dintre ei. Entanglementul cuantic este o piatră de temelie a mecanica cuantică și ceea ce Einstein a numit „acțiune înfricoșătoare la distanță”.
Pentru test, timpii de coerență au fost măsurați prin timpul de relaxare (T1) și timpul de defazare (T2). Acestea se referă la cât timp un qubit își poate păstra starea cuantică înainte de a reveni la starea sa normală și, respectiv, la cât timp un qubit poate rămâne sincronizat cu alți qubits.
IQM a înregistrat un T1 de 0,964 milisecunde, cu o posibilă variație de 0,092 milisecunde și un T2 de 1,155 milisecunde cu o variabilă de 0,188 milisecunde. Aceasta înseamnă că qubiții și-au menținut informațiile și starea cuantică timp de aproape 1 milisecundă.
Deși acest lucru nu sună mult, este considerabil în lumea operațiilor cuantice, unde timpii tipici de coerență sunt adesea de ordinul microsecundelor. ale IBM Procesor Eagle de 127 de qubițide exemplu, poate gestiona timpi de coerență de puțin peste 400 de microsecunde.
„Semnificația acestor rezultate provine din faptul că doar foarte puține organizații au atins înainte cifre comparabile de performanță”, au spus reprezentanții IQM în declarație.
Dacă această tehnologie este integrată într-un viitor procesor cuantic, poate fi utilizată în cazuri de utilizare mai complexe decât IQM. Calculator cuantic de 20 de qubiți — cea mai puternică mașină a sa de astăzi. Cercetătorii intenționează să exploreze potențiale aplicații în domenii precum învățarea automată, securitatea cibernetică, optimizarea rutelor, simularea senzorilor cuantici și îngrijirea sănătății.